[发明专利]一种车载自组网中群内认证密钥协商方法

说明书

本发明属于认证密钥协商领域，具体涉及一种车载自组网中群内认证密钥协商方法；该方法包括：根据中国剩余定理建立动态的车辆群；车辆群中信息发送方V_i使用私钥信息对信息进行签名，信息接收方V_j通过签名信息中的公钥信息对信息发送方V_i的身份进行认证；信息发送方V_i与信息接收方V_j彼此认证身份后，通信双方根据切比雪夫混沌映射的半群性进行密钥协商；采用假名更新机制和私钥更新机制分别对车辆对应假名和私钥进行更新；通过签名消息对恶意车辆的身份的进行追溯，并通过修改恶意车辆对应的公钥信息对其合法身份进行撤销，本发明确保在存在恶意攻击的条件下，还能够进行安全通信，具有良好的经济效益。

技术领域

本发明属于认证密钥协商领域，具体涉及一种车载自组网中群内认证密钥协商方法。

背景技术

无线通信和汽车技术的飞速发展，促进了智能交通系统(ITS,IntelligentTransportation System)的发展。车载自组网(VANET，Vehicular Ad Hoc Network)作为ITS的重要组成部分，能够为车辆节点提供当前驾驶路面情况、交通拥塞状况和天气情况等辅助信息，使车辆驾驶员能够更加安全便捷地驾驶车辆。VANET中的通信方式主要分为两种：车辆与车辆(V2V,Vehicle-to-vehicle)、车辆与基础设施(V2I,Vehicle-to-infrastructure)。V2V和V2I都是在公开的无线信道上进行通信的，所以在VANET中进行信息传输时很容易受到恶意者的攻击，例如窃听、仿冒、重放攻击等。恶意者的攻击行为使得VANET中的通信隐私安全受到威胁。同时，与其它静态的网络结构相比，VANET系统具有车辆高速移动性和快速的网络拓扑变化的特性，这使得VANET系统的隐私安全更容易受到恶意者的破坏。

认证密钥协商(AKA,Authenticated and Key Agreement)协议能够使参与者在公开的网络上完成相互认证并建立安全的会话密钥，以保护通信双方的隐私安全。

许多学者对AKA技术做了大量研究工作，并提出了很多有价值的方案。传统的基于公钥基础设施(PKI,public key infrastructure)方案，以数字证书为媒介，结合对称与非对称加密技术，将用户的身份和公钥等信息捆绑在一起，从而确保消息的完整性、身份认证和不可否认性。但是该方案需要管理大量的匿名证书和撤销列表，存储开销非常大；且该方案的证书验证过程涉及的节点数量较多，比较繁琐，导致该方案认证效率比较低。基于区块链的认证密钥协商方案通过利用区块链的优势，如可审计的日志、分散的体系结构和防止拒绝服务(DoS,Denial of Service)，保护用户隐私的同时提供了用户间的相互认证和密钥协商。但是基于区块链的认证密钥协商方案很少考虑成员动态变化的因素，无法应对VANET网络拓扑快速变化的特性。无证书非对称的群密钥协商方案，提供一个公开的加密密钥，每个群成员都可以计算一个对应的解密密钥，并且只有群成员才能正确解密通过公钥加密的信息。该方案可以实现成员间的相互认证和密钥协商。但是该方案没有考虑成员的身份可追溯性和可撤销性，无法处理群成员的恶意行为。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提出了一种车载自组网中群内认证密钥协商方法，该方法包括：。

根据中国剩余定理建立动态的车辆群；

车辆群中信息发送方V_i使用私钥信息对信息进行签名，信息接收方V_j通过签名信息中的公钥信息对信息发送方V_i的身份进行认证；信息发送方V_i与信息接收方V_j彼此认证身份后，通信双方根据切比雪夫混沌映射的半群性进行密钥协商；

采用假名更新机制和私钥更新机制分别对车辆对应假名和私钥进行更新；

通过签名消息对恶意车辆的身份的进行追溯，并通过修改恶意车辆对应的公钥信息对其合法身份进行撤销。